Изобретение относится к стендовым установкам, предназначенным для экспериментального исследования динамики летательных аппаратов с баками, частично заполненными жидкостью (топливом).
Известны установки для исследования эффективности демпфирующих перегородок в баках летательных аппаратов, содержащие бак с жидкостью, в который погружена модель участка демпфирующей перегородки, и колебательную маятниковую систему. Однако с помощью таких установок невозможно определять коэффициент присоединенной массы демпфирующих перегородок и коэффициент их сопротивления в широком диапазоне частот и амплитуд колебаний.
В описываемой установке колебательная система выполнена в виде смонтированного на поворотной раме электродинамического силовозбудителя, соединенного с испытуемой моделью посредством пружинной подвески, и снабжена электромоделирующим устройством, задающим частоту и амплитуду колебаний силовозбудителя и измеряющим компоненты возбуждающей силы, действующей на колебательную систему. Это позволяет определять коэффициенты сопротивления и присоединенной массы демпфирующих перегородок в широком диапазоне частот и амплитуд колебаний при различных глубинах их погружения и произвольно ориентировать, относительно свободной поверхности.
На фиг. 1 изображена схема электромеханической части предлагаемой установки; на фиг. 2 - блок-схема электромоделирующего устройства.
Установка содержит бак 1 с волногасителями 2, прикрепленными к стенкам бака. На поворотной раме 3 установлена система пластинчатых пружин 4 и рычажный механизм 5 для изменения масштаба амплитуд колебаний, шарнирно связанный с электродинамическим силовозбудителем 6 посредством тяги 7. На общей оси с силовозбудителем установлен индукционный датчик скорости 8. Электромоделирующее устройство 9 обеспечивает работу силовозбудителя 6 и позволяет измерять компоненты возбуждающей силы, действующей на перегородку при ее движении. Модель 10 перегородки укреплена на упругом подвесе с помощью штанг 11, шарнирно связанных с механизмом 5.
Электромоделирующее устройство состоит из низкочастотного генератора 12 колебаний, блоков делителей 13 и 14, суммирующего усилителя 15, усилителя 16 мощности и катодного осциллографа 17, на вертикальную развертку которого подается сигнал с генератора 12 через суммирующий усилитель 18 и делитель 19.
Установка работает следующие образом.
Модель 10, погруженная в бак 1 до требуемого уровня и ориентированная вместе с рамой 3 и силовозбудителем 6 относительно вертикали, приводится в колебательное движение от силовозбудителя.
Скорость движения модели измеряется датчиком, сигнал с которого вводится в электромоделирующее устройство, позволяющее измерять амплитуду и частоту колебании модели, а также силу, действующую на подвижную катушку силовозбудителя.
С генератора 12 снимаются напряжения U1 и U2, изменяющиеся по гармоническому закону, причем фаза напряжения U2 сдвинута на 90° по отношению к фазе напряжения U1. Указанные напряжения через делители 13 и 14 подаются на вход усилителя 15, выходной сигнал которого формирует ток усилителя 16, пропорциональный силе, действующей на катушку силовозбудителя.
На вход усилителя 18 через делитель 19 подаются напряжение U1 и напряжение с датчика скорости 8, которые затем поступают на клеммы вертикальной развертки осциллографа 17. Горизонтальная развертка осуществляется напряжением U1.
Измерение движения модели и действующей на колеблющуюся систему силы производится следующим образом: Задается частота колебаний напряжений U1 и U2. На делителях 14 и 13 подбирается положение ручек, соответствующее коэффициентам K1 и K2, а на делителе 19 устанавливается коэффициент K3, при котором движение светящейся точки на экране осциллографа происходит по горизонтальной линии. В этом режиме колебаний напряжение с датчика скорости полностью компенсируется напряжением K3U2, следовательно, колебания модели опережают на 90° колебания напряжения U1, а амплитуда колебаний модели пропорциональна указанному коэффициенту K3.
Сила, действующая на подвижную катушку силовозбудителя на этом режиме, может быть разделена на две сдвинутые на 90° относительно друг друга компоненты, пропорциональные коэффициентам, установленным на делителях 14 и 13. Одна из этих составляющих находится в фазе с движением перегородки, а фаза другой опережает фазу движения на 90°. Коэффициенты, установленные на делителях, пропорциональны сопротивлению и присоединенной массе колеблющейся системы.
Установка для экспериментального исследования эффективности демпфирующих перегородок в баках летательных аппаратов, содержащая бак с жидкостью, в который погружена модель участка демпфирующей перегородки, и колебательную систему, отличающаяся тем, что, с целью определения коэффициентов сопротивления и присоединенной массы демпфирующих перегородок в широком диапазоне частот и амплитуд колебаний при различных глубинах их погружения и произвольной ориентации относительно свободной поверхности, колебательная система выполнена в виде смонтированного на поворотной раме электродинамического силовозбудителя, соединенного с испытуемой моделью посредством пружинной подвески, и снабжена электромоделирующим устройством, задающим частоту и амплитуду колебаний силовозбудителя и измеряющим компоненты возбуждающей силы, действующей на колебательную систему.
